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那些你不知道的少年钱学森与他的航空航天事业

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发表于 2017-9-27 16:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
大千宇宙,浩瀚长空,全纳入赤子心胸
惊世两弹,冲霄一星,尽凝铸中华豪情
寿至期颐,回首望去,只付默默一笑中

他是推动中国航空航天事业的先驱,
他是历经千辛万苦返回祖国的赤子。

他就是钱学森。

世界著名科学家、空气动力学家,
中国科学院及中国工程院院士,
中国载人航天奠基人,
中国两弹一星功勋奖章获得者。
被誉为,
“中国航天之父”,
“中国导 dan之父”,
以及
“中国自动化控制之父”。

1、学霸的少年生活

钱学森的传奇经历在中学时代就开始了。在中学的六年里,他广泛涉猎、博览群书,德智体美均衡发展,为以后的求学生涯打下了坚实的基础。据钱老回忆,当时师大附中对考试形成了这样的风气:“学生临考试是不做准备的。从不因为明天要考什么而加班背诵课本。大家都重在理解不在记忆。考试结果,一般学生都是70多分,优秀学生80多分。”如果通过死记硬背、急功近利获得高分,同学们反倒瞧不起。虽然钱学森自己也不在乎分数,但他却是标准的学霸——他的功课几乎均是满分。


钱学森对自己的学业要求很高,但他对待成绩有着非常客观的态度。据说钱学森在上海交通大学读书时,有一次老师给他的卷子判了100分。钱学森后来发现卷子上有一个小错误,便要求老师重新判分,最终改成了96分。这种实事求是的态度伴随了钱学森一生

在交通大学毕业后的1934年,钱学森考取了庚子赔款留学。那一年那一届全国只有三十人考取留学名额。而这个项目录取的学生更是人才辈出:胡适、梅贻琦、童第周等大家涉及各个领域。

2、在加州理工的那些事

1935年9月钱学森进入美国麻省理工学院航空系学习,1936年9月获麻省理工学院航空工程硕士学位。钱学森对理论研究情有独钟,于是入学后又转入加州理工学院航空系学习。当时他独自一人去见世界著名的大科学家冯卡门(Theodore von Kármán)。由于他对冯卡门教授的问题对答如流,很快成为冯·卡门最重视的学生。冯卡门后来回忆道:“他的这种天资是我不常遇到的。我发现他非常富有想象力,他具有天赋的数学才智。人们都这样说,似乎是我发现了钱学森,其实,是钱学森发现了我”。

1936年,钱学森和加州理工学院的研究生Frank Malina、Weld Arnold、Apollo M. O. Smith、Jack Parsons、Edward S. Forman联合创建了火箭实验团队。在那之前,俄国科学家齐奥尔科夫斯基已经提出了制造大型液体火箭的设想和设计原理。1926年3月16日美国的火箭专家、物理学家R. H.戈达德试飞了世界上第一枚液体火箭。但是尽管如此,美国对火箭研究依然是不够重视,所以在没有多少人认为火箭研究有前景的情况下,也是需要勇气的。1938年在冯卡门的支持下他们的火箭引擎获得成功,飞行一分多种,就是这一分多种,被美联社记者报道,轰动全美。而1939年我们的学霸也会失败,有一次就彻底玩大了,火箭炸了!碎片纷纷散落,差点炸了校园。自然,他们被禁止校园内实验(他们因此也被戏称“自杀小组”),然后,没有面壁没有罚站,学校反而找了片河谷让他们研究。后来这个俱乐部成为鼎鼎有名的NASA喷气推进实验室(JPL)。

3、初试锋芒

上世纪的三十年代,世界各国飞机的飞行速度和飞行高度是空军实力强弱和空战胜负的关键。当时的航空工程面临两大难题:


1.当飞机的速度接近音速时,空气的压缩对飞行器的性能有什么影响?
2.寻求超音速飞行器的理论指导与技术设计。

而1939年钱学森以四篇学术论文获得加州理工学院航空和数学的双博士学位。这四篇论文直接解决了上面所述的两大难题。




钱学森博士论文的第一部份提出并解决了飞机在高速飞行时会产生“热障”的问题。那时候没有计算器,钱学森对热的传导采用一种新的近似值连续算法精确计算出飞机在高速飞行时受到空气阻力所产生的热效应。


钱学森博士论文的第二部份是飞机在高速飞行时,如何计算器翼表面压力的分布状况。当时航空界已知的计算方法只适用于机翼较薄、飞行速度较慢(低于零点五马赫)的飞机。冯卡门提出命题,钱学森找到了答案,师徒二人共同解决了这个航空动力学的基础问题,发表了著名的「卡门—钱学森公式」,又称「卡门—钱学森方法」。这是航空科学史上闪闪发光的一页。


“热障”理论和「卡门—钱学森公式」是所有航空飞行器的指导理论,在第二次世界大战期间以及二战以后很长一段时间,都被世界各国广泛应用于超音速飞机的设计与制造。

4、二战、科学家、屠夫

上面提到JPL,但后来钱学森因为国籍等问题被迫退出该组织。但1942年,二战已经爆发,世界人民大团结,管你哪国人,反法西斯第一。于是,在冯•卡门的推荐下,他直接以中国人的身份获得国家安全许可证,可参加海陆空等美国一切最高机密的工作。注意,那年他才31岁,那年他依旧是中国国籍,今天这简直不可想象!1944年2月,喷气推进实验室成立,冯•卡门任主任,钱学森是火箭研究理论组组长。钱学森在美国的火箭研制工作中做出了重大贡献,在一定程度上用自己的方法支持了二战胜利。




注意上图中,路德维希·普朗特(Ludwig Prandtl,1875.2.4-1953.8.15)是德国物理学家,近代力学奠基人之一。他被誉为现代空气动力学之父、流体力学之父。在第二次世界大战中,普朗特服务于德国。1933年,希特勒上台后,普朗特默许了对犹太同事的开除,并为保持德国在国际科学界的地位进行了大量宣传活动。在二战前和二战期间,普朗特与格林的帝国空军部(Reich's Air Ministry)有密切的合作关系。普朗特指导冯卡门完成博士论文,后者最终建立了超声速流动的完整理论。冯卡门是20世纪最伟大的航天工程学家,开创了数学和基础科学在航空航天和其他技术领域的应用,被誉为“航空航天时代的科学奇才”。冯卡门后服务于美国,成就了美国航空航天的巨大成就。钱学森是冯卡门最得意的学生之一。在导师指导下,钱学森做出了一系列科学发现。钱学森后来回到中国,服务于中国的国防科技事业,奠定了中国航天事业。上述三代旷世奇才,为三个不同的国家贡献了一生的力量。


5、学霸的幸福生活

1946年钱学森从加州理工回到麻省理工。1947他就被提升为麻省理工终身教授,那年他36岁。而这一职位可能是多少人二十年才能获得的,他是当年麻省理工最年轻的终身教授。自然,作为超级学霸的教授,对学生一点也不含糊。学生上他的课只能用恐怖形容。他们都记得钱学森出过的那些难得要死的考试题,给他们打的那些惨不忍睹的分数,以及让人两腿发软的毫不留情面的评语。学生埃德加•基茨回忆“既没教科书,也没讲义,更没有实验室。我们所拥有的只是钱博士和挂在教室四壁的大黑板。钱博士大量地、充分地、迅速地使用着这些黑板,而我们尽可能跟上他的速度在后面狂抄。黑板上一个文字都没有,全都是数学符号。”这位中国的学霸完全碾压美国顶尖理工学校所有学生。





那一年,他与青梅竹马的蒋英女士结婚。蒋英的父亲蒋百里与钱学森之父是同窗好友,多亏蒋百里他才能继续学习航天理论,现在他则是岳父。至于谈恋爱,智商颇高的钱学森却不知到该如何表白。到了在探亲返美前的一天,他竟然直接问她“你跟我去美国吧!怎么样,现在就走,跟我去美国”。与其说这是求婚,更不如说是抢人,但就是短短两句,还真打动了蒋英,从此夫妻开始了共同的风雨人生。果然大师级的人物在哪都有BUFF加成!钱学森导师冯·卡门曾这样回忆新婚的钱学森:“钱现在变了一个人。英,真是个可爱的姑娘,钱完全被她迷住了。”学霸也有自己的爱情,导师都为之惊叹。





起初,钱学森违反了「学成归国服务」的承诺(庚款学生的义务),继续留在美国。他的想法是,多学一点,多懂一点,以便将来替自己的祖国做出更好的贡献。后来,「麦卡锡白色恐怖主义」兴起,美国大抓gcd,其程度几与GMD在大 陆「清共」的程度没有两样--栽赃、罗织,无所不用其极,只差没有谋杀而已。当时,美国学术界因此有许多名人被搞得走投无路,不但事业被剥夺,连家庭亲友都不得安宁,甚至还有人因此罹患精神疾病。当时,来自中国的有名科学家,就成为被「高度怀疑」的对象了。不幸的是,钱学森是其中之一。经过冗长的调查、漫长的折磨,钱学森先是被判驱逐出境,后来又被限制出境(这是很矛盾的事)。最后,经由「换俘协议」,钱学森与几十位中国科学家,一起与一批在中国的美国战俘交换。艾森豪威尔总统亲自批准这项协议。后来,有知名的美国学者说,美国人愚蠢至极,送走了钱学森,等于送给中国五个师的军力


后来的事中国人都知道了,简单说,他让中国火箭技术前进了20多年。不只是国内对钱老评价颇高,国际也是这样。1989年在美国召开的国际科学技术会议上,钱学森被授予“世界级科学与工程名人”称号。1999年他又被国际媒体选为“影响20世纪科技发展的20位世界级科技巨人”之一。这20位巨人中第一位是爱因斯坦,之后是玻耳、居里夫人、冯·卡门等,钱学森排名第18,是20位巨人中唯一的亚洲人。


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